DE935483C

DE935483C - Closure pot for cyclone downpipes in fluidized bed apparatus

Info

Publication number: DE935483C
Application number: DEST6457A
Authority: DE
Original assignee: Standard Oil Development Co
Current assignee: Standard Oil Development Co
Priority date: 1952-06-27
Filing date: 1953-05-24
Publication date: 1955-11-24
Also published as: BE520827A; GB726843A

Description

AUSGEGEBEN AM 24. NOVEMBER 1955ISSUED NOVEMBER 24, 1955

St 6457 IVb 112gSt 6457 IVb 112g

Bei den Verfahren, die mit festen Körpern in einer Wirbelschicht arbeiten, hält man den pulverförmigen Katalysator durch aufwärts strömende Gase in Form einer dichten, lebhaft bewegten Schicht im unteren Teil des Kontaktgefäßes mit einer darüber befindlichen weniger dichten Phase aufgewirbelt. Die Zyklone werden gewöhnlich in der weniger dichten Phase in der Nähe des oberen Teiles der Kontaktgefäße angeordnet, was den Zweck hat, mitgerissene feine Teilchen vom Gas zu trennen, ehe man dieses aus dem Gefäß abläßt. Die abgetrennten feinen Teilchen bringt man dann in die dichte, bewegte Katalysatorschicht durch ein Fallrohr zurück, das sich vom Zyklon nach unten bis zu einem Punkt erstreckt, der unter dem normalen Niveau der dichten, bewegten Katalysatorschicht liegt.In the processes that work with solid bodies in a fluidized bed, the powdery one is used Catalyst by upward flowing gases in the form of a dense, lively moving layer in the lower part Part of the contact vessel with an overlying less dense phase whirled up. The cyclones are usually placed in the less dense phase near the top of the contact vessels, which has the purpose of separating entrained fine particles from the gas before it is removed from the Drains the vessel. The separated fine particles are then brought into the dense, agitated catalyst layer back through a downspout that extends down from the cyclone to a point that is below the normal level of the dense, agitated catalyst layer.

Bei diesen Verfahren entstehen jedoch Schwierigkeiten, wenn die Oberfläche der dichten Katalysatorschicht unter das unterste Ende des Fallrohrs sinkt, so daß dies Rohr in der weniger dichten und nicht in der dichten Katalysatorphase endet. Jedes Mal, wenn dies eintritt, dringen die Gase und die mitgerissenen festen Teilchen, die sich im oberen Teil des Kontaktgefäßes befinden, in den Zyklon nicht nur durch seine Einlaßöffnung, sondern auch aufwärts durch das ZyklonfaJQrohr. Infolgedessen hört der Zyklon praktisch auf, die ihm zugedachte Funktion zu erfüllen, und relativ große Mengen feiner fester Teilchen verbleiben in dem Gasstrom, der den Zyklon verläßt. Dieser Zustand wird nicht nur eintreten, wenn das Niveau der dichten Schicht in der Kontaktzone während des Betriebes plötzlich absinkt, sondern auchIn these methods, however, difficulties arise when the surface of the dense catalyst layer sinks under the lowest end of the downpipe so that this pipe is in the less dense and not in the dense catalyst phase ends. Every time this occurs, the gases and the entrained penetrate solid particles, which are located in the upper part of the contact vessel, enter the cyclone not only through its Inlet opening, but also upwards through the ZyklonfaJQrohr. As a result, the cyclone practically hears on to fulfill its intended function, and relatively large amounts of fine solid particles remain in the gas stream leaving the cyclone. This state will not only occur if that The level of the dense layer in the contact zone suddenly drops during operation, but also

in der Zeit zwischen der Bildung einer Wirbelschicht und dem Zeitpunkt, wenn die dichte Schicht schließlich so weit aufwirbelt, daß ihr Niveau über der Öffnung des ZyklonfaUrohres liegt.in the time between the formation of a fluidized bed and the time when the dense layer finally swirls so far that its level is above the opening of the cyclone tube lies.

Es ist bereits eine Vorrichtung bekanntgeworden, mit der es möglich ist, die Betthöhe der Katalysatorwirbelschicht im gewissen Grade konstant zu halten. Diese Vorrichtung bewirkt beim Absinken der Betthöhe eine automatische Auffüllung der Wirbelschicht ίο bis zu einer vorher festgelegten Höhe. Fällt jedoch während des Betriebes der Apparatur die Betthöhe der Wirbelschicht stark ab, so ist ein Katalysatorverlust durch die Zyklonfallrohre unvermeidlich, da große Schwankungen der Betthöhe mit dieser Vorrichtung nur langsam ausgeglichen werden können. Ebenso kann die Vorrichtung nicht beim Aufbau der Wirbelschicht, bei Inbetriebnahme der Apparatur, verwendet werden.A device has already become known with which it is possible to determine the bed height of the fluidized catalyst bed to be kept constant to a certain extent. This device works when the bed height drops an automatic filling of the fluidized bed ίο up to a predetermined height. However, falls During the operation of the apparatus the bed height of the fluidized bed drops sharply, so there is a loss of catalyst unavoidable through the cyclone downpipes, since large fluctuations in bed height with this device can only be compensated slowly. Likewise, the device can not be used when building the Fluidized bed can be used when the apparatus is started up.

Auch hat man bereits verschiedene Hilfsmittel vorgeschlagen, um das Fallrohr zu schließen, wenn das Niveau der dichten Schicht zu tief sinkt, um selbst als wirksamer Verschluß dienen zu können. So hat man vorgeschlagen, das Fallrohr mit einem Schieberoder Drosselventil zu versehen, das eine von dem Fallrohr bis an die Außenseite des Reaktionsgefäßes reichende Stange besitzt, so daß notfalls ein Schließen des Fallrohres möglich ist. Dies hat sich aber nicht als praktisch erwiesen, da bei den hohen Temperaturen, die bei katalytischen Spaltverfahren und bei anderen Verfahren der Kohlenwasserstoffumwandlung auftreten, die Ventile in den Fallrohren dazu neigen, unbeweglich zu werden, was schließlich das Abbrechen der langen Ventilstange zur Folge hat. Wenn jdies-bei geschlossenem Ventil erfolgt, muß die ganze Anlage zwecks Reparatur stillgelegt werden.Various aids have also been proposed to close the downpipe if that The level of the impermeable layer sinks too low to be able to serve as an effective seal itself. So had it was proposed to provide the downpipe with a slide or throttle valve, one of the Downpipe has rod reaching to the outside of the reaction vessel, so that it can be closed if necessary of the downpipe is possible. However, this has not proven to be practical, since at the high temperatures, which occur in catalytic cracking processes and in other processes of hydrocarbon conversion, the valves in the downspouts tend to become immobile, which will eventually break off the long valve rod. If this takes place with the valve closed, the whole System to be shut down for repair.

Ein anderer Vorschlag betrifft das Eintauchen des Fallrohres in einen tiefen gasdurchströmten Verschlußtopf, der um das Fallrohr herum derart angebracht ist, daß es fast bis auf den Boden des Topfes reicht. So wirkt der im Topf befindliche Katalysator in aufgewirbelter Form als Verschlußmittel für das Fallrohr. Diese Verschlußtöpfe wirken, wenn sie gänzlich in die dichte Katalysatorschicht eintauchen, verhältnismäßig gut, solange der Betrieb normal verläuft. Sie polstern das Fallrohr gegen plötzlichen Druckanstieg im Reaktionsgefäß. Wenn jedoch die dichte Schicht längere Zeit unter dem Rand des Verschlußtopfes bleibt, verliert dieser bald seine Wirksamkeit, da das Gas sich viele Kanäle durch den Katalysator im Topf schafft; oder, wenn der Gasstrom abgesperrt wird, verstopft sich die ganze Anlage mit zusammengeballtem Katalysator. Wenn der Topf in die dichte Katalysatorschicht eingetaucht ist, sickert anscheinend eine genügende Menge der relativ groben Teilchen in ihn hinein und wandelt seinen Inhalt leicht in eine Wirbelschicht um. Wenn aber der Topfrand eine bestimmte Zeitlang über dem Niveau der dichten Wirbelschicht liegt, dann besteht der Inhalt des Verschlußtopfes bald ausschließlich aus feinen Teilchen, die sich im Zyklon abgesetzt haben. In diesem Falle wird die Aufwirbelung des Inhalts in dem engen Ring zwischen dem Fallrohr und dem ihn umgebenden Topf außerordentlich schwierig und unregelmäßig.Another suggestion concerns the immersion of the downpipe in a deep, gas-permeated closure pot, which is attached around the downpipe in such a way that it almost extends to the bottom of the pot. The catalyst in the pot acts in a whirled up form as a closure means for the downpipe. These closure pots work proportionally when they are completely immersed in the dense catalyst layer good as long as operations are normal. They cushion the downpipe against a sudden increase in pressure in the reaction vessel. If, however, the dense layer is under the edge of the sealing pot for a long time remains, this soon loses its effectiveness, as the gas has many channels through the catalyst in the pot creates; or, if the gas flow is shut off, the whole system becomes clogged with agglomerated material Catalyst. When the pot is submerged in the dense catalyst layer, it appears to seep a sufficient amount of the relatively coarse particles into it and easily converts its contents into one Fluidized bed around. But if the edge of the pot is above the level of the dense for a certain period of time If the fluidized bed is located, the contents of the sealing pot will soon consist exclusively of fine particles, which have settled in the cyclone. In this case, the content is whirled up in the narrow Ring between the downpipe and the pot surrounding it extremely difficult and irregular.

Solche Verschlußtöpfe haben sich daher für Fallrohrverschlüsse als unzuverlässig erwiesen, und zwar wenn 6g die Apparatur in Gang gesetzt wird oder längere Zeit so arbeitet, daß der Rand des Verschlußtopfes wesentlich oberhalb der dichten Schicht liegt.Such closure pots have therefore proven to be unreliable for downpipe closures, namely when 6g the apparatus is started or works for a long time so that the edge of the sealing pot is substantially is above the dense layer.

Gegenstand dieser Erfindung ist ein Verschlußtopf für Zyklonfallrohre bei Wirbelschichtapparaturen, der diese Nachteile nicht aufweist. In der Zeichnung istThis invention relates to a closure pot for cyclone downpipes in fluidized bed apparatus, the does not have these disadvantages. In the drawing is

Fig. ι eine schematische Darstellung einer technischen, katalytischen Spaltanlage, die in den oberen Teilen der Reaktions- und Regeneriergefäße Zyklone enthält, wobei die Fallrohre der Zyklone mit Verschlußtöpfen gemäß der Erfindung versehen sind.Fig. Ι a schematic representation of a technical, catalytic cleavage plant, the cyclones in the upper parts of the reaction and regeneration vessels contains, wherein the downpipes of the cyclones are provided with closure pots according to the invention.

Fig. 2 ist ein Einzelheiten zeigender Längsschnitt durch das Zyklonfallrohr und den zugehörigen Verschlußtopf. Fig. 2 is a longitudinal section showing details of the cyclone downpipe and the associated closure pot.

Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch ein Reaktionsgefäß, das den Zyklon mit Verschlußtopf zeigt, sowie eine Vorrichtung, um grobe Katalysatorteilchen aus der Hauptwirbelschicht in den Verschlußtopf zu heben.Fig. 3 is a longitudinal section through a reaction vessel, which shows the cyclone with the sealing pot, as well as a device to remove coarse catalyst particles to lift the main fluidized bed into the sealing pot.

Beispielsweise wird in einer katalytischen Spaltanlage, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, eine durch Rohr ι eingeführte Gasölmenge mit heißem pulverförmigem Katalysator gemischt, z. B. mit einem Süika-Aluminium- oder Tonerdekatalysator, der aus dem Standrohr 2 'des Regenerators kommt. Die entstandene verdünnte Suspension des Katalysators in den Kohlenwasserstoffdämpfen gelangt durch Rohr 3 und Rost 4 in das Reaktionsgefäß 10. Im unteren Teil dieses Gefäßes setzt sich der in den Dämpfen vorhandene Katalysator ab und bildet ein dichtes Wirbelschichtbett mit der Oberfläche oder dem oberen Niveau 5, während eine verdünnte Gasphase, die eine relativ geringe Menge von mitgerissenen Katalysatorteüchen enthält, sich über der dichten Schicht bildet. Verbrauchter Katalysator fließt dauernd von dem dichten Wirbelschichtbett in den Abnahmeschacht 6, in den Wasserdampf oder ein anderes indifferentes Gas durch Rohr 7 eingeblasen wird.For example, in a catalytic cracking plant as shown in FIG. 1, a Tube ι introduced amount of gas oil with hot powdery Mixed catalyst, e.g. B. with a Süika aluminum or alumina catalyst, which consists of the standpipe 2 'of the regenerator comes. The resulting dilute suspension of the catalyst in The hydrocarbon vapors pass through pipe 3 and grate 4 into the reaction vessel 10. In the lower part The catalyst present in the vapors settles in this vessel and forms a dense fluidized bed with the surface or the upper level 5, while a dilute gas phase, which is a contains a relatively small amount of entrained catalyst particles, forms over the dense layer. Used catalyst flows continuously from the dense fluidized bed into the take-off shaft 6, into which water vapor or another inert gas is blown through pipe 7.

Der abgezogene verbrauchte Katalysator fällt dann durch das Standrohr 8 des Reaktionsgefäßes in das Rohr 9 und wird dort mit Luft gemischt, die bei 11 eintritt. Die entstandene verdünnte Mischung von verbrauchtem Katalysator, der in Luft suspendiert ist, steigt in den Regenerator 20, wo kohlenstoffhaltige Abscheidungen auf dem Katalysator verbrannt werden. Dies geschieht in dem dichten Wirbelschichtbett, das ein oberes Niveau 12 hat, über dem sich eine relativ verdünnte Phase befindet, die einige Katalysatorteilchen enthält, die von den die dichte Schicht verlassenden Abgasen mitgerissen sind. Regenerierter Katalysator fließt in das Standrohr 2 über, um bei einer frischen Beschickung verwendet zu werden.The spent catalyst withdrawn then falls through the standpipe 8 of the reaction vessel into the Tube 9 and is mixed there with air entering at 11. The resulting dilute mixture of spent catalyst, which is suspended in air, rises into the regenerator 20, where carbonaceous Deposits on the catalyst are burned. This takes place in the dense fluidized bed, which has an upper level 12 above which there is a relatively dilute phase containing some catalyst particles which are entrained by the exhaust gases leaving the dense layer. Regenerated Catalyst overflows into standpipe 2 to be used with a fresh charge.

Die mitgerissenen festen Teilchen werden von den gasförmigen Produkten, die das Reaktionsgefäß 10 und den Regenerator 20 verlassen, im Zyklon getrennt. Durch das Zuflußrohr 31 im Zyklon 30 des Reaktionsgefäßes 10 treten die gasförmigen Reaktionsprodukte und die mitgerissenen Festteilchen ein. Das Auslaßrohr 33 über dem zylindrischen oder konischen Faßteil 32 dient dazu, praktisch staubfreie, gespaltene Kohlenwasserstoffdämpfe aus einem zentralen Teil des Faßteiles abzuführen, und durch das kurze Fall-The entrained solid particles are carried by the gaseous products that enter the reaction vessel 10 and leave the regenerator 20, separated in the cyclone. Through the feed pipe 31 in the cyclone 30 of the reaction vessel 10 enter the gaseous reaction products and the entrained solid particles. The outlet pipe 33 above the cylindrical or conical barrel part 32 is used to practically dust-free, split Remove hydrocarbon vapors from a central part of the barrel part, and through the short fall

rohr 34 werden die abgetrennten festen Teilchen dem Wirbelschichtbett wieder zugeführt. Das Fallrohr endet im oberen Teil des Reaktionsgefäßes io, im wesentlichen oberhalb der Oberfläche 5 des dichten Wirbelschichtbettes. Das Fallrohr 34 reicht ein kurzes Stück unter den Rand des Verschlußtopfes 35. Dieser ist in Fig. 2 dargestellt. Die Minimallänge des Fallrohres richtet sich nach dem Druckabfall des Zyklons, d. h. das Fallrohr muß so lang sein, daß die darin enthaltene Säule der festen Teilchen einen genügend hohen hydrostatischen Druck ausübt, der die Reaktionsgase hindert, durch das Fallrohr aufzusteigen, ansatt durch die eigentliche Zyklon öffnung einzuströmen. pipe 34, the separated solid particles are fed back to the fluidized bed. The downpipe ends in the upper part of the reaction vessel io, essentially above the surface 5 of the tight Fluidized bed. The downpipe 34 extends a short distance below the edge of the closure pot 35. This is shown in FIG. The minimum length of the downpipe depends on the pressure drop in the cyclone, d. H. the downpipe must be long enough for the column of solid particles it contains exerts high hydrostatic pressure, which prevents the reaction gases from rising through the downpipe, instead of flowing in through the actual cyclone opening.

Wenn der Rand oder das offene Ende eines gewöhnlichen Verschlußtopfes in Reaktionsgefäßen mit Wirbelschichtbett oberhalb der Oberfläche der dichten Schicht, z. B. oberhalb Niveau 5 im Reaktionsgefäß 10, angeordnet ist, bewirkt der Verschlußtopf keinen genügenden Verschluß. Dies scheint der Tatsache zuzuschreiben zu sein, daß die festen Teilchen in solch einem Verschlußtopf im wesentlichen aus den feinen Teilchen bestehen, die im Zyklon abgesondert werden, d. h. aus Teilchen, deren Durchmesser 0 bis etwa 40 oder 60 Mikron betragen, wenn die oberflächliche Aufwärtsgeschwindigkeit des Gases im Hauptgefäß relativ niedrig ist, z. B. weniger als 0,75 m/s beträgt, und besonders, wenn sie weniger als 0,15 m/s beträgt. Mischungen, die aus solch feinen Teilchen bestehen, bilden bekanntlich schwer eine Wirbelschicht, und normale Verschlußtöpfe, welche diese feinen Teilchen enthalten, neigen bei geringem Druckanstieg zu übermäßiger Kanalbildung und häufigem Wegblasen des Wirbelverschlusses. Wenn dies eintritt, gelangen Gas und mitgeführte feste Teilchen in den Zyldon nicht nur durch seine Einlaßöffnung, sondern auch durch das offene Fallrohr. Bis sich eine genügende Schicht von festen Teilchen im Verschlußtopf allmählich wieder aufgebaut hat, um wieder einen Verschluß rund um das Fallrohr zu bilden, wird der Katalysator mit den ausströmenden Gasen durch den Zyklon geblasen und ist verloren. Diese Wiederbildung des erforderlichen Verschlusses kann einige Zeit dauern, da der Luftstrom im Fallrohr nach oben so stark ist, daß sich eine Schicht fester Teilchen im Zyklon nicht aufbauen kann, solange der Gasstrom andauert. Andererseits können sich, wenn der Wirbelverschluß unter dem Fallrohr zerstört ist, die feinen Katalysatorteilchen im Fallrohr zusammenballen und das · Rohr verstopfen, was wiederum den Zyklon an seiner Wirksamkeit hindert.If the rim or the open end of an ordinary closure pot in reaction vessels with Fluidized bed above the surface of the dense bed, e.g. B. above level 5 in reaction vessel 10, is arranged, the closure pot does not provide a sufficient closure. This appears to be a fact It is attributable to the fact that the solid particles in such a closure pot consist essentially of the fine Particles that are separated in the cyclone, i.e. H. from particles whose diameter is 0 to about 40 or 60 microns when the superficial upward velocity of the gas in the main vessel is relatively low, e.g. B. is less than 0.75 m / s, and especially when it is less than 0.15 m / s. Mixtures consisting of such fine particles are known to be difficult to form a fluidized bed, and normal closure pots containing these fine particles tend to be excessive with little pressure increase Canal formation and frequent blowing away of the vertebral occlusion. When this happens, gas is released and entrained solid particles into the cylinder not only through its inlet port but also through it the open downspout. Until there is a sufficient layer of solid particles in the sealing pot gradually has rebuilt to form a seal around the downspout, becomes the catalyst blown through the cyclone with the escaping gases and is lost. This re-creation of the required closure can take some time, because the air flow in the downpipe is so strong, that a layer of solid particles cannot build up in the cyclone as long as the gas flow continues. On the other hand, if the vortex seal under the downcomer is broken, the fine catalyst particles can separate bunch up in the downpipe and clog the pipe, which in turn causes the cyclone to stick to its Hinders effectiveness.

Es wurde gefunden, daß selbst feste Körper, die im wesentlichen nur aus Feinstteilchen bestehen, ein befriedigendes Wirbelbett und einen wirkungsvollen Verschluß bilden, wenn der Verschlußtopf bestimmte Eigenschaften besitzt. Der neue erfmdungsgemäße Verschlußtopf (vgl. Fig. 2 der Zeichnung) muß ein Wirbelschichtbett aus festen Teilchen aufnehmen können, das eine Tiefe L unterhalb des Fallrohrendes hat, die wenigstens das zweieinhalbfache des Durchmessers D des Verschlußtopfes, vorzugsweise das 3,5-bis 6fache des Durchmessers, beträgt. In der Regel kann das Fallrohr 34 eines handelsüblichen Zyldons einen Durchmesser d von etwa 100 bis 255 mm besitzen und kann unter dem oberen Rand des Verschlußtopfes 35 bis zu einer Tiefe h von 75 bis 305 mm eintauchen, und der zugehörige Verschlußtopf soll dabei einen Durchmesser D gleich etwa 1,4 bis 4 d haben oder einen Topfdurchmesser von etwa 125 bis 380 mm für relativ kleine Fallrohre und bis zu etwa 1015 mm für große Fallrohre. Die Tiefe L des Verschlußtopfes unterhalb des FaUrohrendes kann dementsprechend etwa 315 bis 3050 mm betragen, entsprechend dem angegebenen Verhältnis von L/D. It has been found that even solid bodies, which consist essentially only of very fine particles, form a satisfactory fluidized bed and an effective closure if the closure pot has certain properties. The new closure pot according to the invention (see. Fig. 2 of the drawing) must be able to accommodate a fluidized bed of solid particles, which has a depth L below the end of the downpipe that is at least two and a half times the diameter D of the closure pot, preferably 3.5 to 6 times that Diameter is. As a rule, the downpipe 34 of a commercially available cylinder can have a diameter d of about 100 to 255 mm and can dip under the upper edge of the sealing pot 35 to a depth h of 75 to 305 mm, and the associated sealing pot should have a diameter D. 1.4 to 4 d or a pot diameter of about 125 to 380 mm for relatively small downpipes and up to about 1015 mm for large downpipes. The depth L of the sealing pot below the end of the barrel can accordingly be about 315 to 3050 mm, corresponding to the specified ratio of L / D.

Mit einem Zyklon und einem wie eben beschriebenen erfindungsgemäßen Verschlußtopf kann man eine gasdurchströmte Schicht feiner fester Teilchen bilden, die unter dem Fallrohr als wirksamer Verschluß wirkt, selbst wenn die festen Teilchen nur aus feinsten Partikeln bestehen. So gelangen feste Teilchen, die im Zyklonseparator 32 vom Gasstrom getrennt werden, durch das Fallrohr 34 in die gasdurchströmte Masse fester Teilchen im Verschlußtopf 35 und fließen schließlich vom Verschlußtopf über in das Hauptwirbelschichtbett im unteren Teil des Reaktionsgefäßes 10. Gleichzeitig hindert die gasdurchströmte Masse im Verschlußtopf 35 die Reaktionsdämpfe daran, durch das Fallrohr 34 aufzusteigen.With a cyclone and a closure pot according to the invention as just described, one can Form a layer of fine solid particles through which gas flows, which acts as an effective seal under the downpipe, even if the solid particles consist only of the finest particles. So get solid particles that are separated from the gas flow in the cyclone separator 32, through the downpipe 34 into the mass through which the gas flows Solid particles in the lock pot 35 and eventually flow from the lock pot over into the main fluidized bed in the lower part of the reaction vessel 10. At the same time prevents the gas flowing through In the sealing pot 35, the reaction vapors begin to rise through the downpipe 34.

Das erforderliche Belüftungsgas wird in den Verschlußtopf 35 durch das Rohr 36 eingeblasen; die Menge des eingeblasenen Gases wird vorzugsweise so groß gehalten, daß sie eine lineare, aufwärts gerichtete, oberflächliche Gasgeschwindigkeit von etwa 0,015 bis 0,15 m/s oder vorzugsweise von etwa 0,03 bis 0,06 m/s innerhalb des Verschlußtopfes erzeugt. Merklich höhere Geschwindigkeiten sind unerwünscht, da sie der Anlaß sind, daß zuviel Katalysator im Fallrohr aufwärts und durch den Zyldon hindurch mitgerissen wird. Zur Belüftung des Verschlußtopfes kann man verschiedene Gase benutzen, je nach der Atmosphäre, in welcher der Verschlußtopf sich befindet. Wenn z. B. der Verschlußtopf und der zugehörige Zyldon sich in einem Gefäß zur Kohlenwasserstoffumwandlung befinden, kann der Verschlußtopf mit Wasserdampf, leichten Kohlenwasserstoffen, Abgas, Stickstoff oder einem anderen geeigneten indifferenten Gas belüftet werden. Oder wenn der Verschlußtopf sich in einem Gefäß für die Katalysatorregenerierung befindet, kann er z. B. mit Luft, Abgas oder Wasserdampf belüftet werden.The required ventilation gas is blown into the closure pot 35 through the pipe 36; the Amount of blown gas is preferably kept so large that it has a linear, upward, superficial gas velocity from about 0.015 to 0.15 m / s or preferably from about 0.03 to 0.06 m / s generated within the closure pot. Noticeably higher speeds are undesirable because they are the cause of too much catalyst in the downcomer up and through the cylinder. For ventilation of the sealing pot you can Use different gases depending on the atmosphere in which the closure pot is located. if z. B. the cap and the associated Zyldon are in a vessel for hydrocarbon conversion are located, the sealing pot can with water vapor, light hydrocarbons, exhaust gas, nitrogen or another suitable inert gas. Or when the sealing pot is Located in a vessel for the catalyst regeneration, it can, for. B. with air, exhaust gas or water vapor be ventilated.

Um eine relativ vollständige Trennung von mitgerissenen festen Teilchen aus einem Gasstrom zu erhalten, ist es oft vorteilhaft, einen solchen Strom durch eine Reihe von zwei oder mehr Zyklonen zu schicken, wie dies beispielsweise in Fig. 1 in dem Regeneratorgefäß 20 gezeigt ist. In einer solchen Anlage gehen der Gasstrom und die mitgerissenen festen Teilchen zuerst in den Zyklon 40 durch den Einlaß 41. Die relativ groben festen Teilchen scheiden sich ziemlich leicht im ersten Zyldon ab und gelangen über das Fallrohr 44 und den Verschlußtopf 45 zurück in das Hauptwirbelschichtbett. Der Gasstrom, der den ersten Zyklon durch das Rohr 43 verläßt, enthält jedoch noch eine merkliche Menge von suspendierten feinen Teilchen. Das Rohr 43 fährt daher in einen zweiten Zyklon 50, in welchem die feinenTo achieve a relatively complete separation of entrained solid particles from a gas stream it is often advantageous to have such a flow through a series of two or more cyclones send, as shown for example in FIG. 1 in the regenerator vessel 20. In such a The gas flow and the entrained solid particles first go through the cyclone 40 in the system Inlet 41. The relatively coarse solid particles separate out fairly easily in the first cylinder and get there Via the downpipe 44 and the sealing pot 45 back into the main fluidized bed. The gas flow, which leaves the first cyclone through pipe 43, however, still contains a significant amount of suspended matter fine particles. The pipe 43 therefore travels into a second cyclone 50, in which the fine

Teilchen vom Gasstrom getrennt werden. Ein praktisch staubfreier Gasstrom kann dann durch das Rohr 53 abgezogen werden, oder, wenn er noch nicht genügend staubfrei ist, kann das abfließende Gas aus dem zweiten Zyklon 50 nacheinander in weitere Zyklone, wie z. B. in einen dritten Zyklon, geleitet werden.Particles are separated from the gas flow. A practical dust-free gas flow can then be withdrawn through pipe 53, or if it has not already been is sufficiently dust-free, the outflowing gas from the second cyclone 50 can successively in further cyclones, such as B. in a third cyclone.

Gewünschtenfalls kann der Verschlußtopf 45 unter dem ersten Zyklon 40 oder der Verschlußtopf unter irgendeinem Zwischenzyklon sogar völlig weggelassen werden, solange das Fallrohr des letzten Zyklons einer Reihe, z. B. das Fallrohr 54 des Zyklons 50, mit einem Verschlußtopf versehen ist. Wenn bei solch einer Anordnung die Oberfläche 12 des dichten Wirbelschichtbettes unter den offenen Boden des Fallrohres 44 des ersten Zyklons oder eines Zwischenfallrohres sinkt, beginnen Gase und mitgerissene Teilchen durch ein solches Fallrohr aufzusteigen und verlassen den Zyklon durch das Abflußrohr 43 ohne merkbare Abtrennung. Aber solange wenigstens der letzte Zyklon 50 der Reihe mit einem schützenden Verschlußtopf versehen ist, werden Gas und mitgerissene feste Teilchen, die sich von dem vorübergehend unwirksamen Zyklon 40 durch das Rohr 43 bewegen, schließlich im Zyldon 50 getrennt, und die festen Teilchen fließen in das Hauptwirbelschichtbett über das Fallrohr 54 und den Verschlußtopf 55 zurück. Natürlich wird, sobald die Oberfläche 12 der Schicht hoch genug steigt, um das erste Fallrohr 44 zu bedecken oder einzutauchen, die ganze Reihe der Zyklone wieder νοΠ wirksam.If desired, the sealing pot 45 can be under the first cyclone 40 or the sealing pot under any intermediate cyclone can even be completely omitted, as long as the downpipe of the last cyclone is one Row, e.g. B. the downpipe 54 of the cyclone 50 is provided with a closure pot. If with such a Arrangement the surface 12 of the dense fluidized bed under the open bottom of the downcomer 44 of the first cyclone or an incident pipe sinks, gases and entrained particles begin to rise through such a downpipe and leave the cyclone through the drain pipe 43 without any noticeable separation. But at least as long as that last cyclone 50 of the series is provided with a protective sealing pot, gas and entrained solid particles moving from the temporarily inoperative cyclone 40 through pipe 43 move, eventually separated in the cylinder 50, and the solid particles flow into the main fluidized bed via the downpipe 54 and the sealing pot 55 back. Of course, once the surface 12 of the Layer rises high enough to cover or submerge the first downcomer 44, the whole row of the Cyclones again νοΠ effective.

Die Größe der festen Teilchen, die im zweiten und den folgenden Zyklonen abgetrennt werden, wird progressiv kleiner und ist oft geringer als 40 oder sogar 20 Mikron, so daß diese festen Teilchen zunehmend schwieriger in Verschlußtöpfen, wie z. B. Topf 55, d. h. dem Verschluß für das Fallrohr 54, aufzuwirbeln sind. Besonders bei diesen zweiten Zyklonen bietet die Konstruktion des Verschlußtopfes gemäß der Erfindung mit einem Z/Ö-Verhältnis von vorzugsweise höher als drei Vorteile hinsichtlich einer leichteren Wirbelschichtbildung.The size of the solid particles separated in the second and subsequent cyclones becomes progressively smaller, and is often less than 40 or even 20 microns, so that these solid particles become increasingly more difficult in sealing pots, such. B. Pot 55, d. H. the closure for the downpipe 54, are stirred up. Especially with these second cyclones offers the construction of the closure pot according to the invention with a Z / O ratio of preferably greater than three advantages in terms of easier fluidization.

Man kann die Wirbelschichtbildung in den Zyklonverschlußtöpfen noch verbessern, wenn man in den Topf frischen oder gebrauchten Katalysator mit relativ groben festen Teilchen einführt. Bei einem solchen Katalysator, der normalerweise Teilchen enthält, die einen Durchmesser zwischen 0 und 100 oder 200 Mikron haben, können wenigstens etwa 30 oder 40 Gewichtsprozent einen Durchmesser von über 80 Mikron besitzen. Bei der Arbeitsweise gemäß Fig. ι kann relativ grober Katalysator aus einem Vorratstrichter 60 durch Rohr 61 dem Belüftüngsgas in Rohr 36, das zum Verschlußtopf 35 führt, zugesetzt werden. Es ist wünschenswert, die groben festen Teilchen dem Belüftungsgas im Verhältnis von etwa 1,6 bis 4,0 kg/m³ zuzusetzen und die Geschwindigkeit in dem Belüftungsrohr, wie z. B. Rohr 36, auf einem Wert von nicht unter 4,5 m/s, vorzugsweise auf 15 bis 30 m/s oder sogar 60 m/s, zu halten, um die festen Teilchen glatt und gleichmäßig zu transportieren. Natürlich fällt die lineare Geschwindigkeit des Gasstroms auf etwa 0,015 bis 0,15 m/s, sobald der Strom in den relativ weiten Verschlußtopf 35 eintritt. Um eine gute Wirbelung zu erhalten, ist es wünschenswert, 6g daß die groben Teilchen in genügender Menge dem Verschlußtopf zugesetzt werden, so daß eine Mischung gebildet wird, die wenigstens 10 Gewichtsprozent Teilchen von über 80 Mikron enthält.The formation of the fluidized bed in the cyclone closure pots can still be improved if fresh or used catalyst with relatively coarse solid particles is introduced into the pot. Such a catalyst, which normally contains particles between 0 and 100 or 200 microns in diameter, at least about 30 or 40 percent by weight can be greater than 80 microns in diameter. In the mode of operation according to FIG. 1, relatively coarse catalyst can be added from a storage funnel 60 through pipe 61 to the ventilation gas in pipe 36, which leads to closure pot 35. It is desirable to add the coarse solid particles to the aeration gas in the ratio of about 1.6 to 4.0 kg / m ³ and the velocity in the aeration pipe, such as. B. pipe 36, at a value of not less than 4.5 m / s, preferably to 15 to 30 m / s or even 60 m / s, in order to transport the solid particles smoothly and evenly. Of course, the linear velocity of the gas flow drops to about 0.015 to 0.15 m / s as soon as the flow enters the relatively wide closure pot 35. In order to obtain good fluidization, it is desirable that the coarse particles be added to the closure pot in sufficient quantity to form a mixture containing at least 10 percent by weight of particles greater than 80 microns.

Es kann auch vorteilhaft sein, im Verlauf eines Ansatzes groben Katalysator den feinen Teilchen im Verschlußtopf 35 zuzusetzen, indem man einen Teil des Katalysators vod unterhalb der Oberfläche des dichten Wirbelschichtbettes 5 nach oben führt. Dies ist besonders in Fig. 3 erläutert, wo ein Verschlußtopf 35, der dem in Fig. 1 entspricht, einen Saugapparat oder Gasheber enthält, um relativ groben Katalysator aus dem Hauptwirbelschichtbett bis zum Verschlußtopf zu heben.It can also be advantageous to use the fine particles in the course of a batch of coarse catalyst Add the sealing pot 35 by placing part of the catalyst vod below the surface of the dense fluidized bed 5 leads upwards. This is particularly illustrated in Fig. 3, where a breech block 35, which corresponds to that in Fig. 1, contains a suction device or gas lifter in order to be relatively coarse To lift the catalyst from the main fluidized bed up to the sealing pot.

Aus Fig. 3 ist zu erkennen, daß das Belüftungsrohr 36 des Verschlußtopfes aufwärts durch den unteren Teil des Gefäßes 10 führt. Ehe es in den Verschlußtopf 35 eintritt, vereinigt sich das Belüftungsrohr 36 mit einem Neben- oder Saugrohr 38, dessen unteres offenes Ende unter die Oberfläche 5 der dichten Wirbelschicht eintaucht. Hieraus ergibt sich, daß, wenn ein geeignetes Belüftungsgas durch Rohr 36 in den Verschlußtopf 35 geblasen wird — vorzugsweise mit einer oberflächlichen Geschwindigkeit von etwa 18 bis 60 m/s —, ein Teil des relativ groben Katalysators aus dem Hauptwirbelschichtbett infolge der Saugwirkung durch das Rohr 38 gehoben wird und dazu dient, die Wirbelschichtbildungsfähigkeit der feinen Teilchen zu verbessern, die aus dem Zyklon 30 in den Verschlußtopf 35 fallen.From Fig. 3 it can be seen that the ventilation tube 36 of the closure pot up through the lower part of the vessel 10 leads. Before it enters the sealing pot 35, the vent tube unites 36 with a secondary or suction pipe 38, the lower open end of which is below the surface 5 immersed in the dense fluidized bed. It follows that if a suitable ventilation gas is through Tube 36 is blown into the breech block 35 - preferably at a superficial velocity from about 18 to 60 m / s -, part of the relatively coarse catalyst from the main fluidized bed is lifted as a result of the suction through the pipe 38 and serves to increase the fluidization capacity of the fine particles falling from the cyclone 30 into the closure pot 35.

Der Zusatz von fremden festen Teilchen, wie z. B. von frischem Katalysator aus dem Trichter 60, zu dem Belüftungsgas kann auch besonders vorteilhaft beim Beginn eines Ansatzes sein. Er gestattet, am Ende des Fallrohres einen Verschluß zu bilden, sogar schon ehe genügend feste Teilchen regulär aus dem Reaktionsgefäß strömen, um das Fallrohr zu schließen. Andererseits können feste Teilchen — um ein richtiges Funktionieren des Verschlußtopfes während des allerersten Anfangs eines Ansatzes zu sichern — dem Verschlußtopf oder dem Zyklon direkt zugesetzt werden, ehe das Hauptreaktionsgefäß in Betrieb gesetzt ist.The addition of foreign solid particles, such as. B. of fresh catalyst from the funnel 60, too the ventilation gas can also be particularly advantageous at the start of a batch. He allowed on To form a seal at the end of the downpipe, even before enough solid particles come out of the regular Flow reaction vessel to close the downcomer. On the other hand, solid particles - a real one To ensure the functioning of the sealing pot during the very first beginning of an approach - the Closure pot or the cyclone are added directly before the main reaction vessel is in operation is set.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Sealing pot for Zyklonfalhrohre in fluidized bed apparatus, consisting of a container 35, open at the top, of diameter D with a gas inlet 36 at the bottom, which encloses the lower end of the downpipe 34, forming an annular space, and extends downwards by a distance L below the extends lower opening of the downpipe 34, wherein the ratio of the diameter of the closure pot D to the diameter of the downpipe d is 1.4 to 4.0 and the ratio L / D is at least 2.5.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the ratio LjD is 3.5 to 6.

3. Device according to claim 1, characterized in that that the immersion tube 34 is in the

final pot 35 immersed in a length h of 75 to 305 mm.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that that the gas inlet 36 into the closure pot 35 consists of a gas pipeline and a storage vessel 60 for the solid particles that is connected to the pipeline.

Referenced publications: German patent specification No. 860 635.

1 sheet of drawings

509575 11.55509575 11.55